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常用火焰喷涂塑料材料及性能

时间: 2011-07-09 20:03 来源: 作者: 点击:
种类很多,根据塑料受热的性能,可分为热塑性塑料及热固性塑料两大类。火焰喷涂用塑料粉末一般由塑料原料加上改性材料制成,这些改性材料,包括各种填料、颜料、流平剂、增韧剂等。通过改性,使塑料粉末容易进行火焰喷涂。使制成的涂层具有所要求的颜色和各种性能。

热塑性塑料的特点是可随温度上升而变软或熔化,冷却后则凝固成型变硬,这个过程为可逆过程可反复进行多次,通常热塑性塑料,具有优良的抗化学性、韧性和弯曲性能,火焰喷涂常用的热塑性塑料主要有聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚苯硫醚、氯化聚醚、EVA等,其中以聚乙烯、尼龙应用最多最广。

热固性塑料的特点是用某些较低聚合度的予聚体树脂,在一定温度下或加入固化剂条件下,固化成不能再次熔化或熔融的,质地坚硬的最终产物,温度再升高,产品只能分解,不能再软化。热固性塑料分子量较低,所以具有较好的流平性、润湿性;因而能很好地粘附在工件表面,并具有较好的装饰性能。火焰喷涂常用的热固性塑料粉末有环氧、环氧/聚酯及聚酯粉末等。

一、聚乙烯(PE)

聚乙烯为白色透明物质,外观似石蜡,可着色,可弯曲,稍具延伸性。

聚乙烯是乙烯的高分子聚合物,因生产方法不同,产品分为高密度 HDPE(低压0.9411~0.965)。中密度MDPE(中压0.926~0.940)低密度LDPE(高压 0.910~0.025)。三者性质相似,但高密度聚乙烯在无负载和短期内耐温较高些(HDPE为100℃,LDPE为 75℃),高密度聚乙烯最高使用温度为70℃,低密度聚乙烯为60℃,聚乙烯最低使用温度为-70℃。

通常,聚乙烯随密度增加,抗张强度、硬度、耐热性均增高。
聚乙烯有优良的耐蚀性,对非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、氢氟酸)、稀硝酸、碱、油(冷)和盐溶液都有良好的耐蚀性,能耐极性有机物(醇、酮)、水。在室温下耐一般溶剂,但在 60℃以上溶于芳烃、氯化溶剂及熔蜡中,有些溶剂能使其溶胀。

聚乙烯不耐浓硝酸、浓硫酸和其它强氧化剂的腐蚀。

聚乙烯粉末涂层的物理化学性能如表 1。

表1聚乙烯粉末涂层的物理化学性能

注:试验采用 1.5m钢板,涂后在30~35℃条件下、酸碱浸渍10d溶剂油类分别浸渍30d和100d后测试。

聚乙烯粉末涂层与其它涂层性能比较见表 2

表2聚乙烯等其它品种粉末涂层的性能比较

二、尼龙(聚酰胺)

尼龙是一种应用很广的热塑性塑料,最高应用温度为 80~120℃,最低使用温度为-50~-60℃。
尼龙具有良好的耐蚀性,十分耐碱和大多数盐水、稀酸。但不耐强酸和氧化性酸的腐蚀。对烃、酮、酯、油类抗蚀能力良好,不耐酚和甲酸的腐蚀。
尼龙强度高,坚韧、耐磨损,有润滑作用,所以常用作耐磨涂层,如:印刷机械中的钢制墨辊、车床导轨、润滑涂层如轴承等。
尼龙对生物侵蚀是惰性的,无毒,受细菌作用,可作食品和牛奶等容器表面涂层。

火焰喷涂常用的尼龙粉末有尼龙 11、尼龙12、尼龙1010及一些二元、三元共聚尼龙,尼龙层与金属附着力好

续表 4 尼龙11涂层的耐化学品性能

三、聚丙烯

聚丙烯是丙烯的高分子量聚合物,外观似聚乙烯但比聚乙烯更轻更透明。聚丙烯密度低(0.90)耐蚀性和聚乙烯相似,且较低,应用温度范围为-14~+120℃。除浓硝酸,发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外,能耐大多数的有机和无机酸、碱和盐,对应力腐蚀破裂的抗蚀性良好。80℃以下能耐有机溶剂,但能被某些强有机溶剂破坏。

聚丙烯强度高于聚乙烯,软化点较高(180℃)。硬度接近尼龙,刚性好,常温下耐冲击性能良好。耐温性高,在低应力下可长期使用于110~120℃。

四、聚苯硫醚(PPS)

聚苯硫醚通常指对苯基硫的聚合物。交联前是一种线型结构,呈热塑性,是一类具有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物、交联后呈热固性,若予以充分加热,却还能软化到一定程度,因此并非真正热固性塑料。

聚苯硫醚密度1.36,熔点288℃,是一种硬而脆、热稳定性优良的热塑性塑料,同时它具有优良的电绝缘性和粘结性,适当的强度,应用温度范围为-148~+250℃。

聚苯硫醚的化学惰性及耐高温性使它成为良好的耐腐蚀涂层。

聚苯硫醚防腐涂层可耐170℃下的各种溶剂,200℃下的各种酸碱、盐和化学药品,但易受卤素和氧化性介质,如游离氯、溴、硝酸、过氧化氢等腐蚀。聚苯硫醚的熔区宽300~420℃,故有良好的流动性,且无毒、不燃。与金属的粘接力强,因此是一种良好的耐腐蚀涂层。

五、氯化聚醚

氯化聚醚是线型、高结晶度的热塑性塑料,具有较高的熔点(180℃),优良的耐热、耐腐蚀性能以及良好的机械性能和电性能。抗冲击强度高,耐磨性和尺寸稳定性优良,吸水性小。应用温度范围为-30~+120℃。

氯化聚醚的耐蚀性仅次于聚四氟乙烯,可与聚三氟氯乙烯媲美,除强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸外,能耐各类酸、碱、盐及大多数有机溶剂的腐蚀,不耐液氯、氟、溴的腐蚀。
氯化聚醚的导热系数低于大多数耐腐蚀热塑性塑料,适宜作绝热材料。

六、EVA(乙烯—醋酸乙烯酯共聚物)

EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物,是一种具有橡皮似弹性的热塑性塑料。EVA的性能与醋酸乙烯酯(VA)的含量有很大的关系,VA越少,越像低密度聚乙烯,而VA越多越像橡皮。EVA在较广的温度范围(-45~70℃)质坚韧,加入填料能使刚性和硬度提高。填料增多,对其主要性能影响不大,耐紫外光及臭氧。

EVA熔点低,(80~100℃)密度0.93~0.95。施工方便,化学物理性能良好,耐稀酸、浓碱、不耐浓酸,50℃以上能溶于芳烃及氯化溶剂中。耐候性优于聚乙烯。EVA还有良好的抗霉菌生长的特性,可作食品容器防护涂层。

七、氟塑料

氟塑料是各种含氟塑料的总称,由含氟单体如四氟乙稀,六氟丙烯,三氟氯乙烯,偏氟乙烯,氟乙烯及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得,按数量及用途来说,以聚四氟乙烯(F4)最为重要。其它还有聚三氟氯乙烯(F3),聚全氟代乙丙烯(F46)等。

氟塑料具有优良的电绝缘性能,摩擦系数极低,与其它物质亲和力最小,具有优良的不粘性。尤其是其化学性能优异,热稳定性能好。如F4,除了金属钠、氟元素及其化合物对它有侵蚀作用外,其他诸如强酸、强碱、油脂、去污剂及有机溶剂等化学药品均对它不起作用,使用温度范围为-200~+260℃。为抗蚀性最好的塑料。

氟塑料本身无毒,但遇热分解时,则产生剧毒,所以应特别注意。

八、环氧粉末

环氧树脂是环氧基的高分子聚合物的通称,未固化前它属于热塑性树脂,加入固化剂后能发生一系列交联反应,形成具有附着力极佳,坚韧度和抗化学性能均好的热固性树脂,环氧树脂能耐一般溶剂,耐稀酸、稀碱、强碱,不耐强氧化剂如硝酸、浓硫酸等的腐蚀,耐水性非常好,最高使用温度为90~100℃(一般型)、150℃(耐热型)。

在热固性粉末涂料中,环氧粉末涂料是首先应用的一个品种,也是粉末涂料中,销售量占首位的品种。

环氧粉末涂料有有光、半光、无光环氧粉末涂料(普通型)和防腐型环氧粉末涂料之分。普通环氧粉末密度1.5~1.8、熔点85~95℃。

九、环氧/聚酯粉末涂料

环氧/聚酯粉末是由环氧、聚酯为主要原料的热固性粉末涂料。它比环氧粉末具有更好的装饰性、耐候性。
环氧/聚酯粉末密度1.4~1.8、熔点85℃~95℃。

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